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電解煙氣凈化除塵器的研究

文檔作者：黃國賢文檔來源：深圳市瑞松電器有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年10月03日
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電解煙氣凈化除塵器的研究
黃國賢
（深圳市瑞松電器有限公司， 廣東 深圳 518110）
摘 要：針對當前工業生產中除塵設備對電解煙氣的凈化回收效果不佳，除塵器控制系統難以滿足實際發展需求
的問題，對電解煙氣凈化除塵器研究設計開展分析，提出多方面優化措施，有效提升了除塵器除塵性能，為電解煙
氣的凈化提供幫助。
關鍵詞：電解煙氣 凈化處理 除塵器
中圖分類號：X701.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-773X（2022）12-0024-02
引言
隨著近年來工業生產規模的不斷增大，電解煙氣
成為環境污染的主要危害之一，同時還會在一定程度
上影響人員身體健康，所以需要及時借助除塵器，給
予電解煙氣有效凈化回收，減輕生產危害。盡管當前
生產過程中均配備相應除塵設備，但是整體應用效果
不佳，特別是除塵器控制系統，難以符合現代化發展
需求。因此分析除塵器內部結構，研究設計電解煙氣凈
化處理系統，提高除塵器性能，具有重要的現實意義。
1 電解煙氣凈化系統設備
針對煙氣凈化系統的設備應用，常常包括排煙管
道、布袋式除塵器、空氣提升設備等，上述均是凈化系
統的主要組成設備。以煙管來說，其能夠對電解槽中
生產且釋放的氟化物進行處理，同時還可以有效收集
一氧化碳等煙氣，并且將其當作反應器進行充分利
用。通常情況下，煙管式反應器是將新鮮氧化鋁粉，放
置在煙管中，和煙氣進行有效混合且發生反應。由于
氧化鋁表面積相對較大，所以微孔表面可以發揮出較
高的吸附功能，從而將煙氣相關氣體分子有效吸附，
實現凈化作用。除塵器則主要是通過周期性給予濾袋
內不斷噴吹壓縮空氣，以將濾袋內積灰有效清除，作
為一種高效除塵器，其凈化率一般能夠達到 95%，同
時過濾負荷相對較高，濾料磨損程度較輕，可以長時
間使用，且使用期間運行穩定性較高，是現階段十分
常用的一種電解煙氣凈化除塵器，但是在實際運行期
間，清灰可能需要在壓縮空氣源幫助下提供動力，所以
會消耗一定能量。基于此，為了能夠優化除塵器使用性
能，下面對除塵器結構設計與相關系統進行分析。
2 除塵器結構設計
在進行除塵器結構設計時，濾袋、花板孔和噴吹
管嘴等多個機構均作為除塵器設計的重要結構，結構
設計合理性與可行性能夠直接對除塵器過濾以及噴
吹效果產生顯著影響，所以必須要高度重視。在脈沖
噴吹裝置花板孔設計時，必須保證花板孔和噴灌噴孔
加工嚴格進行，防止出現誤差，以保證良好噴吹清灰
效果。在進行設計與制造時，一定要高度重視誤差與
焊接變形等一系列問題，嚴格控制噴孔和花板中心位
置，促使兩者互相對齊，同時位置偏差還需要控制在
1.5 mm 內。對此，在加工期間可以應用先進加工方
法。在開展花板孔加工過程中，需要事先完成工夾模
具的制作，借助鉆模給予小孔合理加工，促使孔徑與
孔徑精準度可以得到有效提高[1]。對于濾袋部分設
計，則能夠將彈性漲圈和花板充分配合，提高濾袋密
封性能，同時還需要確保噴孔氣流和濾袋中心保持一
致，兩者誤差需要控制在 1.5 mm以內。花板下方需要
進行筋板焊接，有助于厚度提高，并且還可以提高花
板剛度與平整性。
對于提高除塵器除塵效率，提高除塵器濾袋使用
壽命，盡可能控制系統運行阻力等一系列要點，如果
想要有效實現，則應該確保流入袋室氣流速度可以時
刻保持均勻。而站在除塵器氣流分布均勻角度上，其
具體均勻強度主要由進出口方式、氣流分布器形式、
布袋排列組合方式等決定，因此需要針對上述決定因
子進行合理分析，有效改進原有袋式除塵器結構，以
提高除塵器性能。對此可以從以下幾點進行：
第一，除塵器合理設計對于實際性能有著重要作
用，在實際設計過程中，通常需要進行多個獨立除塵
單元以及多個除塵室合理設計，并要求相互并聯進
行，對于各個單元進出口處都應該設計切換閥門[2]。
第二，對于除塵器分室實際設計數量，往往需要
按照氣流分布板大小與具體形式情況合理確定，保證
各個分室風量。
第三，還需要結合煙道中煙氣具體煙速情況，合理
設計分布板與導流板，防止煙氣直接對濾袋進行沖刷。
經過有效措施處理后，可以幫助除塵器性能合理
改善，并且可以保持出氣流分布均勻，對濾袋進行保
收稿日期：2022-04-22
作者簡介：黃國賢（1983—），男，廣東廉江人，畢業于廣東技術師范大學，研究方向為建筑通風及空氣處理（凈化）。
總第 236 期
2022年第 12 期
機械管理開發
Mechanical Management and Development
Total 236
No.12，2022
DOI:10.16525/j.cnki.設計理論與方法 cn14-1134/th.2022.12.010
2022年第 12 期
護，有效延長濾袋使用壽命，同時在一定程度上增強
除塵性能。
3 除塵器控制系統的研究
除塵器控制系統設計主要是為了可以對進入到
過濾袋的煙氣進行控制，促使氣體與固體有效分離，
并且對分離氣體進行控制，促使其快速排出至空氣，
固體正常返回至收集槽中。現階段許多除塵器控制系
統均是將 PLC 作為主要控制核心，監控器主要選用
觸摸屏，在實際應用上方便可靠。現階段單片機控制
系統穩定性不斷增高，系統開發便利性逐漸增加，和
傳統系統對比，單片機控制系統成功開發后，可以在
很大程度上減少控制系統成本[3]。對此，針對本文開
展的除塵器控制系統設計研究，主要將上下位機控制
模式作為主要系統設計，其中上位機監控系統在實際
設計過程中，主要依靠 DELPHI XE 10 系統完成各
項開發與設計；下位機系統則借助 ARM 結構完成各
項開發與設計，可以實現信號采集與系統運行控制
作用。
上位機監控系統能夠將除塵器運行狀態進行動
態顯示，并對相關采集數據合理分析處理，能夠管理
整個系統的運行。上位機監控系統模塊主要包括系統
運行圖、運行參數、運行數據管理以及系統用戶等各
個功能模塊。針對系統運行圖功能來看，主要能夠借
助計算機圖形功能，充分體現出系統各個運行狀態。
針對系統運行參數功能來看，通過合理設置參數，促
使系統正常運行。針對系統運行數據管理來看，可以
將系統數據進行嚴密保存，為系統運行提供合理依
據。針對系統用戶管理方面來看，實際上是實現系統
用戶管理，保證用戶個人權限。
將 DELPHI XE 10 當作此次設計的上位機監控
系統編程軟件，可以發揮出較強的功能，且操作簡單
快捷，代碼執行速度較快，可以和其他 Windows 編程
軟件配合。數據庫則應用 SOL系統，監控中心系統和
數據庫數據交互上選用 ODBC 技術。因為需要保證系
統可以實時動態進行，所以在實際開發設計時，還需
要增加多線程技術應用[4]。結合系統具體運行需求，
可以參考下列線程進行選擇，比如系統主線程、數據
處理線程與數據采集線程，上述線程合理應用能夠提
高系統運行安全性與實時性，增強系統運行可靠性。
當前處理器技術持續進步發展下，ARM 微處理
器逐漸得到廣泛應用，其屬于一種精簡指令系統處理
器，能夠發揮出低功耗功效，性價比較高，因此可以將
ARM微處理器作為控制系統的重要控制核心[5]。對于
線路設計上，需要對模擬 A/D 轉換電路、開關量輸入
輸出與竄口等進行外圍電路設計，并且各個串口應該
在跳線方式下進行連接，通過 RS485 方式和上位機
控制系統保持正常通信。
當下位機控制系統設計完成后，主程序在運行過
程中，會給予系統簡單初化，并開啟數據采集模塊，開
展模擬量與開關量采集工作。當各個數據均得到成功
采集后，系統能夠第一時間進行數據采集，并在通信
模塊功能作用下有效傳送至上位機控制系統[6]。另
外，系統在實際運行期間，當控制信號成功被下位機
主程序接收后，則能夠及時將采集模塊中斷，并且給
予開關量輸出控制模塊合理控制，保證相應閥門得到
有效控制。當開關量輸出模塊各個操作均做完后，下
位機重新返回至主程序，如此一來，程序就自動形成
一個循環狀態。系統執行流程如圖 1 所示。
4 電解煙氣凈化除塵器優化效果
當除塵器各個方面得到有效優化后，各項指標均
可以實現預期目標，同時還能結合凈化指標，針對現
行指標對比，從而有效評估除塵器優化效果。通過上
述系統研究設計，除塵器各項功能均得到提高，報表
實現數據化，同時實現實時錄入功能等，從而可以在
很大程度上預防操作失誤等問題。同時控制系統為自
動化控制奠定重要基礎，可以給予設備連續檢測。由
于除塵器系統相對較多，所以在實際運行過程中增加
維護難度，但是經過系統合理優化，能夠簡約維護數
據，保證除塵器系統穩定運行。因此，從整體方面上
看，除塵器工作效率得到大幅度提高，且可以減少能
量消耗，以實現最初優化目的。
5 結語
電解煙氣作為生產過程形成的主要危害之一，不
但會給人們身體健康造成危害，還會污染生態環境，
所以及時凈化電解煙氣極為重要。當前普遍應用電解
煙氣凈化除塵器進行干預，但是為了能夠有效提高凈
化效率，則需要給予除塵器系統合理優化設計，以提
高工作效率，同時保證系統控制穩定性，將除塵器作
用充分發揮，以改善生態環境。
參考文獻
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圖 1 系統執行流程圖
空壓機
布袋 灰度傳感器 AD7705 芯片
ARM MOC3061 晶閘管 外理器 芯片 電磁閥
電源
（下轉第 30 頁）
黃國賢：電解煙氣凈化除塵器的研究 - 25 -
機械管理開發
jxglkfbjb@126.com 第 37 卷
4 結語
架空乘人裝置為煤礦生產的輔助運輸系統，其主
要承擔人員在地面和綜采工作面的運輸任務，極大地
提高了工作面人員的運輸效率。為進一步提升架空乘
人裝置的安全性和可靠性，針對鋼絲繩斷裂的實際情
況，本文基于楔形自鎖機械結構完成了架空乘人裝置
的斷繩抓捕裝置的設計。通過仿真分析可知：斷繩抓
捕裝置在 0.08 s即可實現對斷裂鋼絲繩的抓捕，從而
避免了事故的發生，對于保證煤礦安全生產具有重要
意義。
參考文獻
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（編輯：高偉）
Design and Simulation Analysis of Rope Breaking Arresting Device for Overhead Man Riding
Device
Li Peng
（Electromechanical Power Department of Huayang New Material Technology Group Co.，Ltd.，Yangquan
Shanxi 045000）
Abstract: In order to solve the fracture risk of wire rope in the actual personnel transportation process of overhead man riding device，
based on the relevant standards and specifications of the Coal Safety Regulations，the overall design principles of the broken rope catching
device are put forward，and the mechanical，hydraulic and electrical control subsystems of the broken rope catching device are mainly
designed; Finally，based on ADAMS software，the dynamic characteristics of the capture performance of the broken rope catching device
are simulated and analyzed. The analysis results show that the designed broken rope catching device has superior performance and can
meet the practical application needs.
Key words: overhead passenger device; broken rope capture; wedge self-locking; piston rod; accumulator
Design and Application of a New Type of Spray Dust Suppression Device for a Shearer
Zuo Junqing
（Jinneng Holding Coal Group Yugou Coal Industry Co., Ltd., Shuozhou Shanxi 036002）
Abstract: In view of the shortcomings of the current shearer spray dust suppression device that the nozzle is easy to block, the spray effect
is poor, and the dust reduction efficiency is low, which can not meet the demand for rapid dust reduction in the fully mechanized coal
mining face, a new type of shearer spray dust suppression device is designed, the structure and specific working principle of the new device
are introduced, the impact of the main spray dust reduction parameters of the new device on the dust reduction effect is analyzed, and the
dust reduction effect of spray is analyzed. The application results show that after the application of the new type of spray dust suppression
device, the dust suppression effect of the fully mechanized mining face is 50% higher than before, and the new type of dust suppression
device has low manufacturing cost, new high safety and stability, and has certain popularization and application value.
Key words: spray dust suppression device; principle; dust fall parameters; effect
（上接第 27 頁）
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[J].通風除塵，1992（2）：21-24. （編輯：高偉）
Research on Electrolysis Flue Gas Purification and Dust Collector
Huang Guoxian
（Shenzhen Ruisong Electric Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518110）
Abstract: In view of the poor purification and recovery effect of dust removal equipment on electrolysis flue gas in current industrial
production and the difficulty of dust collector control system to meet the actual development needs, the research and design of electrolysis
flue gas purification dust collector is analyzed and various optimization measures are proposed, which effectively improve the dust removal
performance of dust collector and provide help for the purification of electrolysis flue gas.
Key words: electrolytic flue gas; purification treatment; dust collector
（上接第 25 頁）
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